JPH0413015B2 - - Google Patents
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- JPH0413015B2 JPH0413015B2 JP2106124A JP10612490A JPH0413015B2 JP H0413015 B2 JPH0413015 B2 JP H0413015B2 JP 2106124 A JP2106124 A JP 2106124A JP 10612490 A JP10612490 A JP 10612490A JP H0413015 B2 JPH0413015 B2 JP H0413015B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- membrane
- polysulfone
- hollow fiber
- solvent
- water
- Prior art date
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は製膜溶液、特にポリスルホン系樹脂を
用いた低温溶解型の製膜溶液に関する。
用いた低温溶解型の製膜溶液に関する。
(従来の技術)
従来より、中空糸膜の素材としてはポリスルホ
ン系、ポリアクリロニトリル系、酢酸セルロース
などのセルロース系、ポリアミド系、ポリカーボ
ネート系、ポリビニルアルコール系など多くの高
分子化合物が使用されてきた。なかでも、ポリス
ルホン系樹脂は耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性、
耐酸化性などの耐薬品性が優れているので、酸化
剤、酸、アルカリなどによつて膜を薬洗すること
により再生しうるし、さらに加熱殺菌やホルマリ
ン、塩素などの薬剤による殺菌も可能なことか
ら、最近中空糸膜素材として注目されている。
ン系、ポリアクリロニトリル系、酢酸セルロース
などのセルロース系、ポリアミド系、ポリカーボ
ネート系、ポリビニルアルコール系など多くの高
分子化合物が使用されてきた。なかでも、ポリス
ルホン系樹脂は耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性、
耐酸化性などの耐薬品性が優れているので、酸化
剤、酸、アルカリなどによつて膜を薬洗すること
により再生しうるし、さらに加熱殺菌やホルマリ
ン、塩素などの薬剤による殺菌も可能なことか
ら、最近中空糸膜素材として注目されている。
ポリスルホン系樹脂を用いて透水性の高い中空
糸膜を得る方法として従来より次のような方法が
提案されている。
糸膜を得る方法として従来より次のような方法が
提案されている。
(1) 異種ポリマー間のミクロ相分離を利用する方
法(特公昭48−176号公報、特開昭54−144456
号公報。) (2) 製膜後、抽出、溶出操作を有する方法(特開
昭54−26283号公報。) (発明が解決しようとする課題) しかし、(1)の方法ではポリエチレングリコー
ル、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン
などの異種ポリマーを大量にブレンドするため、
ポリスルホン系樹脂の本来の良好な性能が失われ
やすい。また、(2)の方法は、ブレンドポリマーの
抽出操作が困難であつた。
法(特公昭48−176号公報、特開昭54−144456
号公報。) (2) 製膜後、抽出、溶出操作を有する方法(特開
昭54−26283号公報。) (発明が解決しようとする課題) しかし、(1)の方法ではポリエチレングリコー
ル、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン
などの異種ポリマーを大量にブレンドするため、
ポリスルホン系樹脂の本来の良好な性能が失われ
やすい。また、(2)の方法は、ブレンドポリマーの
抽出操作が困難であつた。
これら従来の製膜溶液はいずれも低温で相分離
することを特徴とするものである。このため製膜
時に凝固浴中の非溶媒等と膜中の良溶媒との交換
速度を上げようとして凝固浴温度を上げても、製
膜溶液が均一系の方へ平衡移動するため、表面に
緻密層をつくるという特性や低温保存の困難さを
有している。
することを特徴とするものである。このため製膜
時に凝固浴中の非溶媒等と膜中の良溶媒との交換
速度を上げようとして凝固浴温度を上げても、製
膜溶液が均一系の方へ平衡移動するため、表面に
緻密層をつくるという特性や低温保存の困難さを
有している。
したがつて本発明の目的は、従来技術の上記問
題点を解消した。特に透水性に優れたポリスルホ
ン系中空糸膜の製造に好適な製膜溶液を提供する
ことにある。
題点を解消した。特に透水性に優れたポリスルホ
ン系中空糸膜の製造に好適な製膜溶液を提供する
ことにある。
(課題を解決するための手段)
本発明者らは、従来技術の限界を打破し、一層
の中空糸膜性能の改善を目的として、製膜溶液に
ついて種々検討した結果、ポリスルホン溶液に親
水性高分子と該ポリスルホン系樹脂の非溶剤を加
えてゆくと、均一溶液の領域から、相分離が生ず
る濁化濃度領域に変化してゆくことを認めた。か
かる濁化濃度領域の溶液は、従来技術では製膜溶
液としては全く使用できないものとされていた
が、驚くべきことに、該濁化濃度領域の溶液を、
さらに冷却すると、均一でかつ透明な溶液に変化
し、この溶液は製膜溶液として極めて良好に使用
できることを見い出した。溶解度を向上させるた
めには、通常は温度を上げるべきであるが、上記
製膜溶液では、逆に冷却することにより均一溶液
となるのであり、かかる事実は、全く予想できな
いことであつた。
の中空糸膜性能の改善を目的として、製膜溶液に
ついて種々検討した結果、ポリスルホン溶液に親
水性高分子と該ポリスルホン系樹脂の非溶剤を加
えてゆくと、均一溶液の領域から、相分離が生ず
る濁化濃度領域に変化してゆくことを認めた。か
かる濁化濃度領域の溶液は、従来技術では製膜溶
液としては全く使用できないものとされていた
が、驚くべきことに、該濁化濃度領域の溶液を、
さらに冷却すると、均一でかつ透明な溶液に変化
し、この溶液は製膜溶液として極めて良好に使用
できることを見い出した。溶解度を向上させるた
めには、通常は温度を上げるべきであるが、上記
製膜溶液では、逆に冷却することにより均一溶液
となるのであり、かかる事実は、全く予想できな
いことであつた。
すなわち本発明は、ポリスルホン系樹脂と、親
水性高分子と、該ポリスルホン系樹脂の非溶剤お
よびそれらの共通溶媒が均一に混合されてなる製
膜溶液である。
水性高分子と、該ポリスルホン系樹脂の非溶剤お
よびそれらの共通溶媒が均一に混合されてなる製
膜溶液である。
次に本発明の低温溶解型の製膜溶液について以
下具体的に説明する。
下具体的に説明する。
本発明で用いるポリスルホン系樹脂は、通常式
(1)、 または式(2): で示される繰り返し単位を有するものがあげられ
る。
(1)、 または式(2): で示される繰り返し単位を有するものがあげられ
る。
それらのうち式(1)で示される繰返し単位を有す
るポリスルホン系樹脂は機械的強度、耐熱性、耐
薬品性および生体適合性などの基本的な特本的な
特性に優れており好ましく使用される。ポリスル
ホン系樹脂は製膜可能で、かつ中空糸膜としての
特性を有する濃度範囲であればよく、通常5〜50
重量%が適当である。
るポリスルホン系樹脂は機械的強度、耐熱性、耐
薬品性および生体適合性などの基本的な特本的な
特性に優れており好ましく使用される。ポリスル
ホン系樹脂は製膜可能で、かつ中空糸膜としての
特性を有する濃度範囲であればよく、通常5〜50
重量%が適当である。
親水性高分子はポリスルホン系樹脂と相溶性が
あり、かつ親水性を有する高分子であり、従来よ
りポリスルホン系中空糸膜の製膜溶液に用いられ
るポリエチレングリコール、ポリビニルピロリド
ン、ポリエチレンイミン等があげられるが、これ
らに限定されるものではない。通常ポリエチレン
グリコールが有利に用いられる。ポリエチレング
リコールは分子量600のものが市販されており、
これを使うのが便利であるが、もちろんそれ以外
の分子量のものを使用してもかまわない。
あり、かつ親水性を有する高分子であり、従来よ
りポリスルホン系中空糸膜の製膜溶液に用いられ
るポリエチレングリコール、ポリビニルピロリド
ン、ポリエチレンイミン等があげられるが、これ
らに限定されるものではない。通常ポリエチレン
グリコールが有利に用いられる。ポリエチレング
リコールは分子量600のものが市販されており、
これを使うのが便利であるが、もちろんそれ以外
の分子量のものを使用してもかまわない。
溶媒はポリスルホン系樹脂および親水性高分子
を共に溶解する溶媒であり、ジメチルスルホキシ
ド、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミ
ド、N−メチル−2−ピロリドン、ジオキサン
等、多種の溶媒が用いられる。特にジメチルアセ
トアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルホル
ムアミド、N−メチル−2−ピロリドンが好まし
い。
を共に溶解する溶媒であり、ジメチルスルホキシ
ド、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミ
ド、N−メチル−2−ピロリドン、ジオキサン
等、多種の溶媒が用いられる。特にジメチルアセ
トアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルホル
ムアミド、N−メチル−2−ピロリドンが好まし
い。
ポリスルホン系樹脂の非溶剤は、ポリスルホン
系樹脂の非溶媒または膨潤剤となるものであれば
何でもよく、通常特公昭48−176号公報などに記
載されているZnC2等の無機塩、アルコール等
の有機物、水などがあげられる。生産コストの点
では水が最も好ましく用いられる。非溶剤の種類
と量は、ポリスルホン系樹脂に対する凝固性を考
え合わせた上で選択すれば良い。本発明では、こ
の第4成分を添加した点に特徴を有しており、か
かる製膜溶液を使用することにより透水性の優れ
た中空糸膜を得ることができる。
系樹脂の非溶媒または膨潤剤となるものであれば
何でもよく、通常特公昭48−176号公報などに記
載されているZnC2等の無機塩、アルコール等
の有機物、水などがあげられる。生産コストの点
では水が最も好ましく用いられる。非溶剤の種類
と量は、ポリスルホン系樹脂に対する凝固性を考
え合わせた上で選択すれば良い。本発明では、こ
の第4成分を添加した点に特徴を有しており、か
かる製膜溶液を使用することにより透水性の優れ
た中空糸膜を得ることができる。
本発明で用いたポリスルホン系樹脂と溶媒およ
び親水性高分子およびポリスルホン系樹脂の非溶
剤と溶媒の溶解性は一般的にポリマー溶媒がそう
であるように高温程大となる。しかるに、本発明
の製膜溶液においては、これらとは全く逆に低温
で混合物の相溶性が大となり均一溶液が生成され
るという事実は本発明者らの全く新しい知見であ
る。
び親水性高分子およびポリスルホン系樹脂の非溶
剤と溶媒の溶解性は一般的にポリマー溶媒がそう
であるように高温程大となる。しかるに、本発明
の製膜溶液においては、これらとは全く逆に低温
で混合物の相溶性が大となり均一溶液が生成され
るという事実は本発明者らの全く新しい知見であ
る。
この新規な現象の原因は不明であるが、この現
象を利用することにより、従来の製膜溶液を用い
て得られた中空糸膜よりも透水性の大きな中空糸
膜を得ることができる。
象を利用することにより、従来の製膜溶液を用い
て得られた中空糸膜よりも透水性の大きな中空糸
膜を得ることができる。
次に本発明の製膜溶液を使用したポリスルホン
系中空糸膜の製造方法について述べる。
系中空糸膜の製造方法について述べる。
ポリスルホン系中空糸膜の製膜方法としては、
製膜溶液を直接凝固浴に押し出す湿式法と、凝固
浴中に押出す前に一旦気相中に曝す乾湿式法を用
いることができる。
製膜溶液を直接凝固浴に押し出す湿式法と、凝固
浴中に押出す前に一旦気相中に曝す乾湿式法を用
いることができる。
凝固液は、溶媒とは混和するが、ポリスルホン
系樹脂に対しては凝固能を有する非溶剤が用いら
れる。非溶剤は単独又は2種以上を混合し用いる
ことができ、非溶媒に無機又は有機塩や溶剤を混
合すると好ましい場合がある。これらのうち取扱
い性等から水が好ましい。
系樹脂に対しては凝固能を有する非溶剤が用いら
れる。非溶剤は単独又は2種以上を混合し用いる
ことができ、非溶媒に無機又は有機塩や溶剤を混
合すると好ましい場合がある。これらのうち取扱
い性等から水が好ましい。
中空糸の場合、中空糸の外部と内部から同時
に、または内部と外部のどちらか一方から凝固が
行なわれる。内部凝固液は外部凝固液と同一で
も、また異なつたものでもよい。この他に気体を
注入してもよい。乾湿式紡糸による中空糸の場
合、内部凝固注入液として、凝固能の小さいエタ
ノール等の有機溶剤単独または水との混合液、さ
らにはジメチルホルムアミド等のポリスルホン系
樹脂の溶媒と水との混合液を用いた場合、透水性
がさらに向上することがある。
に、または内部と外部のどちらか一方から凝固が
行なわれる。内部凝固液は外部凝固液と同一で
も、また異なつたものでもよい。この他に気体を
注入してもよい。乾湿式紡糸による中空糸の場
合、内部凝固注入液として、凝固能の小さいエタ
ノール等の有機溶剤単独または水との混合液、さ
らにはジメチルホルムアミド等のポリスルホン系
樹脂の溶媒と水との混合液を用いた場合、透水性
がさらに向上することがある。
凝固後、洗浄が行なわれる。
また必要に応じ水を主成分とした浴中で湿熱処
理を行なうことができる。通常湿潤膜を乾燥する
と透水性が低下するが、湿熱処理により乾燥後も
透水性を保持できる場合があり有効である。
理を行なうことができる。通常湿潤膜を乾燥する
と透水性が低下するが、湿熱処理により乾燥後も
透水性を保持できる場合があり有効である。
また本発明において用いられる製膜溶液は低温
状態で安定であるため、温度の調節が容易で中空
糸膜を安定に製造できる。
状態で安定であるため、温度の調節が容易で中空
糸膜を安定に製造できる。
本発明により得られた中空糸膜は、ポリスルホ
ン系樹脂からなつているため、耐熱性、耐薬品
性、機械的性質に優れ、しかも新規な製膜溶液を
用いて製膜したため、膜の透過性能、特に透水性
に非常に優れ各種の精密過および限外過分野
に用いることができる。また本発明で得られたポ
リスルホン系中空糸膜は膜中に親水性高分子を存
在させることもできる。
ン系樹脂からなつているため、耐熱性、耐薬品
性、機械的性質に優れ、しかも新規な製膜溶液を
用いて製膜したため、膜の透過性能、特に透水性
に非常に優れ各種の精密過および限外過分野
に用いることができる。また本発明で得られたポ
リスルホン系中空糸膜は膜中に親水性高分子を存
在させることもできる。
(実施例)
以下実施例によつて、本発明の製膜溶液を用い
たポリスルホン系中空糸膜の製造方法を説明す
る。
たポリスルホン系中空糸膜の製造方法を説明す
る。
実施例
ポリスルホン(UCC社製、P−1700)4Kg、
分子量600のポリエチレングリコール6.8Kg、水
0.02Kg、およびN,N−ジメチルホルムアミド
(DMF)9.2Kgを100℃で3時間加熱攪拌後18℃に
冷却し、18℃で16時間脱泡して均一透明な製膜溶
液を得た。この製膜溶液は20.5℃に昇温すると白
濁し、ミクロ相分離を起こす低温溶解型であつ
た。この製膜溶液を18℃とし、孔径1.0mm、ニー
ドル径0.5mmの環状ノズルより乾湿式紡糸を行な
つた。この際ニードルに注入する注入液として20
℃のDMF/水=90/10のDMF水溶液を使用し、
温度15℃、湿度80%の乾式部の長さを1cmとし、
凝固液として20℃の水を使用した。また原液流量
は2.8c.c./min、捲取速度6.3m/minであつた。凝
固後水洗し、さらに98℃の熱水で2時間定長湿熱
処理を施こした。得られたポリスルホン系中空糸
膜の外径は800μ、内径は550μ、透水率は1420
/m2hrKg/cm2であつた。この中空糸膜5000本を
束ね、接着剤でシールし、中空糸有効長が100cm
が片端開口、他端フリーシールの中空糸束を得
た。この中空糸束を直胴部が4インチの筐体に装
着し、2インチの水道蛇口を直結し、過圧1.4
Kg/cm2、温度12〜14℃で1ケ月間連続で水道水の
外圧全過を行なつた。この際平均5m2/hrの浄
水が得られ、その水質は完全除菌されていた。
分子量600のポリエチレングリコール6.8Kg、水
0.02Kg、およびN,N−ジメチルホルムアミド
(DMF)9.2Kgを100℃で3時間加熱攪拌後18℃に
冷却し、18℃で16時間脱泡して均一透明な製膜溶
液を得た。この製膜溶液は20.5℃に昇温すると白
濁し、ミクロ相分離を起こす低温溶解型であつ
た。この製膜溶液を18℃とし、孔径1.0mm、ニー
ドル径0.5mmの環状ノズルより乾湿式紡糸を行な
つた。この際ニードルに注入する注入液として20
℃のDMF/水=90/10のDMF水溶液を使用し、
温度15℃、湿度80%の乾式部の長さを1cmとし、
凝固液として20℃の水を使用した。また原液流量
は2.8c.c./min、捲取速度6.3m/minであつた。凝
固後水洗し、さらに98℃の熱水で2時間定長湿熱
処理を施こした。得られたポリスルホン系中空糸
膜の外径は800μ、内径は550μ、透水率は1420
/m2hrKg/cm2であつた。この中空糸膜5000本を
束ね、接着剤でシールし、中空糸有効長が100cm
が片端開口、他端フリーシールの中空糸束を得
た。この中空糸束を直胴部が4インチの筐体に装
着し、2インチの水道蛇口を直結し、過圧1.4
Kg/cm2、温度12〜14℃で1ケ月間連続で水道水の
外圧全過を行なつた。この際平均5m2/hrの浄
水が得られ、その水質は完全除菌されていた。
比較例
ポリスルホン(UCC社製、P−1700)200g、
分子量600のポリエチレングリコール300gおよび
DMF500gを加熱攪拌、冷却、脱泡して製膜溶液
を得た。この製膜溶液は高温にするほど均一にな
る高温溶解型であつた。この製膜溶液を30℃とし
実施例1と同様に乾湿式紡糸を行なつた。この際
注入液および凝固液として20℃の水を使用し、乾
式部の長さを25cmとし乾式部の温度を20℃、相対
湿度を65%に保つた。凝固後水洗し、さらに98℃
の熱水で2時間湿熱処理を施こした。得られたポ
リスルホン系中空糸膜の外径は0.6mm、内径は
0.45mmであり、透水率は540/m2hrKg/cm2であ
つた。
分子量600のポリエチレングリコール300gおよび
DMF500gを加熱攪拌、冷却、脱泡して製膜溶液
を得た。この製膜溶液は高温にするほど均一にな
る高温溶解型であつた。この製膜溶液を30℃とし
実施例1と同様に乾湿式紡糸を行なつた。この際
注入液および凝固液として20℃の水を使用し、乾
式部の長さを25cmとし乾式部の温度を20℃、相対
湿度を65%に保つた。凝固後水洗し、さらに98℃
の熱水で2時間湿熱処理を施こした。得られたポ
リスルホン系中空糸膜の外径は0.6mm、内径は
0.45mmであり、透水率は540/m2hrKg/cm2であ
つた。
(発明の効果)
本発明のポリスルホン製膜溶液は高温側でミク
ロ相分離するため、ポリスルホン系中空糸膜の、
透水性を向上させることができ、かつ得られるポ
リスルホン系中空糸膜は、目づまり、汚れに対し
て強いため、一般産業用途及びメデイカル用途等
に使用することができる。
ロ相分離するため、ポリスルホン系中空糸膜の、
透水性を向上させることができ、かつ得られるポ
リスルホン系中空糸膜は、目づまり、汚れに対し
て強いため、一般産業用途及びメデイカル用途等
に使用することができる。
Claims (1)
- 1 ポリスルホン系樹脂と、親水性高分子と、該
ポリスルホン系樹脂の非溶剤、およびそれらの共
通溶媒が均一に混合されてなる製膜溶液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10612490A JPH0379668A (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 製膜溶液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10612490A JPH0379668A (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 製膜溶液 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3166381A Division JPS57147488A (en) | 1981-03-04 | 1981-03-04 | Preparation of purified water |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0379668A JPH0379668A (ja) | 1991-04-04 |
| JPH0413015B2 true JPH0413015B2 (ja) | 1992-03-06 |
Family
ID=14425683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10612490A Granted JPH0379668A (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 製膜溶液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0379668A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100929463B1 (ko) * | 2001-10-04 | 2009-12-02 | 도레이 카부시키가이샤 | 친수성 재료 및 그의 제조 방법 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS539632B2 (ja) * | 1973-12-13 | 1978-04-07 | ||
| JPS5416378A (en) * | 1977-07-08 | 1979-02-06 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Polysulfone semipermeable membrane |
| JPS5426283A (en) * | 1977-08-01 | 1979-02-27 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | Preparation of semipermeable membrane of polysulfone |
| JPS55106243A (en) * | 1979-02-07 | 1980-08-14 | Nitto Electric Ind Co Ltd | Preparation of microporous polymer membrane |
| JPS57147488A (en) * | 1981-03-04 | 1982-09-11 | Kuraray Co Ltd | Preparation of purified water |
-
1990
- 1990-04-20 JP JP10612490A patent/JPH0379668A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0379668A (ja) | 1991-04-04 |
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